Es uno de los delfínidos menos conocidos y más raramente avistados del mundo, tan escaso en los registros que buena parte de lo que se sabe de su comportamiento procede de los pocos ejemplares mantenidos en cautividad, donde mostró un temperamento notablemente más agresivo que el de otros delfines de tamaño similar, lo que le valió su nombre común. A pesar de llamarse orca pigmea, no está especialmente emparentada con la orca, sino que es un delfínido de aguas cálidas de talla intermedia entre un delfín típico y una falsa orca. Vive casi siempre en mar abierto, lejos de la costa, lo que unido a su escasez y a su comportamiento esquivo hace que verla en libertad sea uno de los avistamientos más codiciados entre los observadores de cetáceos de todo el mundo.
Delfínido pequeño-medio, cuerpo esbelto negro o gris oscuro con una capa dorsal algo más oscura, cabeza redondeada sin pico diferenciado, y labios blancos muy característicos que contrastan con el resto de la cara oscura. Se confunde con la falsa orca, de mayor tamaño y sin esos labios blancos, y con el calderón de cabeza melón, de cabeza más cónica y sin ese contraste de labios tan marcado; el tamaño intermedio y los labios blancos son los rasgos más fiables para separarla de ambas.
No deja huellas en tierra; se detecta por un soplo bajo, seguido de una emersión rápida del dorso con una aleta dorsal alta y falcada, similar a la de un delfín de tamaño medio. Su comportamiento en superficie es más discreto y menos acrobático que el de otros delfines, y rara vez se acerca de forma prolongada a embarcaciones. La inmensa mayoría de los registros de la especie proceden de varamientos aislados o de avistamientos ocasionales en mar abierto, lo que en sí mismo refleja lo poco frecuente de su presencia detectada.
Aguas oceánicas profundas y cálidas, tropicales y subtropicales, generalmente lejos de la costa. Distribuida de forma amplia por aguas cálidas de todo el mundo, aunque con muy pocos registros directos debido a su comportamiento esquivo y a su preferencia por mar abierto.
Se alimenta de peces y calamar de aguas profundas, capturados mediante inmersiones en mar abierto.
Vive en grupos de tamaño variable, generalmente de varias decenas de individuos, con una estructura social poco conocida en libertad. Su comportamiento observado en cautividad, más agresivo que el de otros delfines de tamaño similar, no se ha podido contrastar en profundidad con datos de campo por lo escaso de los avistamientos.
La falta casi total de datos poblacionales directos, derivada de su comportamiento esquivo y su preferencia por aguas oceánicas alejadas de la costa, impide conocer con fiabilidad la tendencia de sus poblaciones a escala global, aunque no se han detectado indicios de declive generalizado en las zonas mejor estudiadas.
Captura accidental en artes de pesca de altura, contaminación por compuestos persistentes acumulados en su grasa, y contaminación acústica submarina que puede interferir con su ecolocalización en mar abierto.
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